章末質量評估(三) 牛頓運動定律

1、Ysq245437 章末質量評估（三）牛頓運動定律(時間90分鐘,滿分100分)一、選擇題（本題共10小題，每小題5分，共50分）1.下列說法正確的是（）A.高速行駛的公共汽車緊急剎車時，乘客都要向前傾倒，說明乘客具有慣性B.短跑運動員最后沖刺時，速度很大，很難停下來，說明速度越大，慣性越大C.拋出去的標槍和手榴彈都是靠慣性向遠處運動的D.把手中的球由靜止釋放后，球能豎直下落，是球具有慣性的緣故答案:AC2.（2009山東濟寧期末，4）商場搬運工要把一箱蘋果沿傾角為的光滑斜面推上水平臺，如圖1所示，他由斜面底端以初速度v0開始將箱推出（箱與手分離），這箱蘋果剛好能滑上平臺.箱子的正中間是一個質

2、量為m的蘋果，在上滑過程中其他蘋果對它的作用力大小為 （）圖1A.mgB.mgsinC.mgcosD.0答案:C3.如圖2所示，質量為m的木塊在質量為M的長木板上受到向右的水平拉力F的作用而向右滑行，長木板處于靜止狀態(tài)，已知木塊與木板間的動摩擦因數(shù)為1，木板與地面間的動摩擦因數(shù)為2.則下列說法正確的是（）圖2A.木板受到地面的摩擦力大小一定是1mgB.木板受到地面的摩擦力大小一定是2（m+M）gC.當F2（m+M）g時，木板便會開始運動D.無論怎樣改變F的大小，木板都不可能運動答案:AD解析：由于木塊在木板上運動，所以木塊受到木板的滑動摩擦力的作用，其大小為1mg，根據(jù)牛頓第三定律可得木塊對木

3、板的滑動摩擦力也為1mg.又由于木板處于靜止狀態(tài)，木板在水平方向上受到木塊的摩擦力1mg和地面的靜摩擦力作用，二力平衡，選項A正確，B錯誤.若增大F的大小，只能使木塊加速運動，但木塊對木板的滑動摩擦力大小不變，因而也就不可能使木板運動起來，選項C錯誤，D正確.4.（2008江蘇高考，3）一質量為M的探空氣球在勻速下降，若氣球所受浮力F始終保持不變，氣球在運動過程中所受阻力僅與速率有關，重力加速度為g.現(xiàn)欲使該氣球以同樣速率勻速上升，則需從氣球吊籃中減少的質量為（）圖3A.B.C.D. 0答案:A解析：設減少的質量為m，勻速下降時Mg=F+kv，勻速上升時Mgmg+kv=F，解得，故選項A正確.

4、5.如圖4所示，固定在小車上的支架的斜桿與豎直桿的夾角為，在斜桿下端固定有質量為m的小球.下列關于桿對球的作用力F的判斷中，正確的是（）圖4A.小車靜止時，F(xiàn)=mgsin，方向沿桿向上B.小車靜止時，F(xiàn)=mgcos，方向垂直桿向上C.小車向右以加速度a運動時，一定有D.小車向左以加速度a運動時，方向斜向左上方，與豎直方向的夾角為答案:D解析：小車靜止時，由物體的平衡條件知桿對球的作用力方向豎直向上，且大小等于球的重力mg，故選項A、B錯；小車向右以加速度a運動，設小球受桿的作用力方向與豎直方向的夾角為，如圖所示.根據(jù)牛頓第二定律有Fsinma，F(xiàn)cosmg，兩式相除得tana/g.當球的加速度

5、agtan時，桿對球的作用力才沿桿的方向，此時有Fma/sin.小車向左以加速度a運動，根據(jù)牛頓第二定律知小球所受重力mg和桿對球的作用力F的合力大小為ma，方向水平向左.根據(jù)力的合成知三力構成圖b所示的矢量三角形，方向斜向左上方，與豎直方向的夾角為，故選項C錯，D對.6.（2008四川高考理綜，18）一物體沿固定斜面從靜止開始向下運動，經過時間t0滑至斜面底端.已知在物體運動過程中物體所受的摩擦力恒定.若用F、v、s和E分別表示該物體所受的合力、物體的速度、位移和機械能，則下列圖象中可能正確的是（）圖5答案:AD解析：物體沿斜面向下滑動的過程中，所受合力為恒力，故選項A正確；而物體在合力的作

6、用下做勻加速運動，v=at，所以選項B、C錯誤；物體受摩擦力作用，總機械能減少，選項D正確.7.身高和質量完全相同的兩人穿同樣的鞋在同一水平地面上通過一輕桿進行頂牛比賽，企圖迫使對方后退.設甲、乙對桿的推力分別為F1、F2，甲、乙兩人身體因前傾而偏離豎直方向的夾角分別為1、2，傾角越大，此刻人手和桿的端點位置就越低，如圖6所示.若甲獲勝，則（）圖6A.F1F21>2B.F1>F212C.F1F21<2D.F1>F21>2答案:A解析：頂牛比賽時，雙方對桿的作用力是相等的，輸贏就要看哪一方先發(fā)生滑動.人手和桿的端點位置較低的一方，桿對人的作用力斜向下，人對地面的壓力

7、較大，人腳與地面間的最大靜摩擦力也就較大，就不易在地面上發(fā)生滑動.若甲獲勝，說明甲與地面間的最大靜摩擦力較大，因而傾角較大.選項A正確.8.如圖7所示，水平傳送帶A、B兩端相距s3.5 m，物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)0.1，物體滑上傳送帶A端的瞬時速度vA4 m/s，到達B端的瞬時速度設為vB.下列說法中正確的是（）圖7A.若傳送帶不動，vB3 m/sB.若傳送帶逆時針勻速轉動，vB一定等于3 m/sC.若傳送帶順時針勻速轉動，vB一定等于3 m/sD.若傳送帶順時針勻速轉動，vB有可能等于3 m/s答案:ABD解析：當傳送帶不動時，物體從A到B做勻減速運動，ag1 m/s2，由vA2vB2=

8、2as可知物體到達B點的速度vB3 m/s.當傳送帶逆時針勻速轉動時，物體滑上傳送帶后的相對運動方向不變，物體以相同的加速度一直減速至B，vB3 m/s.當傳送帶順時針勻速轉動時，傳送帶的速度不同，物體滑上傳送帶后的運動情況不同,有下面的五種可能：勻速；一直減速；先減速后勻速；一直加速；先加速后勻速.9.一根質量分布均勻的長繩AB，在水平外力F的作用下，沿光滑水平面做直線運動，如圖8甲所示.繩內距A端x處的張力T與x的關系如圖8乙所示，由圖可知（）圖8A.水平外力F6 NB.繩子的質量m3 kgC.繩子的長度l2 mD.繩子的加速度a2 m/s2答案:AC解析：從乙圖看出，繩長l2 m，x0處

9、的張力等于外力F，則F6 N，選項A、C正確.設繩子的質量為m，取x處右側部分為研究對象，有，即，直線斜率，只能確定m與a的乘積，但無法確定具體大小，選項B、D錯誤.10.如圖9甲所示，物體原來靜止在水平面上，用一水平力F拉物體，在F從0開始逐漸增大的過程中，物體先靜止后又做變加速運動，其加速度a隨外力F變化的圖象如圖乙所示，根據(jù)圖乙中所標出的數(shù)據(jù)可計算出（）圖9A.物體的質量B.物體與水平面間的滑動摩擦力C.物體與水平面間的最大靜摩擦力D.力F由7 N增到14 N的過程中，物體的位移大小答案:ABC解析：由圖乙可知，拉力F未達到7 N之前，物體保持靜止狀態(tài)，當F7 N時，物體以0.5 m/s

10、2的加速度開始運動，由于最大靜摩擦力稍大于滑動摩擦力，所以物體的加速度沒有從零連續(xù)變化，故最大靜摩擦力應為7 N，選項C正確；根據(jù)牛頓第二定律得FF=ma，由圖中可讀出外力F和加速度a的值，代入兩組數(shù)據(jù)即可求出物體的質量和物體受到的滑動摩擦力，選項A、B正確；力F由7 N增為14 N的過程中，物體做變加速運動，運動的時間也不知道，所以無法求此過程物體位移的大小，選項D錯.二、實驗題（本題12分）11.現(xiàn)要驗證“當質量一定時，物體運動的加速度與它所受的合外力成正比”這一物理規(guī)律，給定的器材如下：一傾角可以調節(jié)的長斜面（如圖10）、小車、計時器一個、米尺.圖10（1）填入適當?shù)墓交蛭淖?，完善以?/p>

11、實驗步驟（不考慮摩擦力的影響）讓小車自斜面上方一固定點A1從靜止開始下滑至斜面底端A2，記下所用的時間t.用米尺測量A1與A2之間的距離s，則小車的加速度為_ . 用米尺測量A1相對于A2的高度h .設小車所受重力為mg，則小車所受的合外力F_. 改變_，重復上述測量. 以h為橫坐標，1/t2為縱坐標，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作圖.如能得到一條過原點的直線，則可以驗證“當質量一定時，物體運動的加速度與它所受的合外力成正比”這一規(guī)律.（2）在探究如何消除上述實驗中摩擦阻力影響的過程中，某同學設計的方案是：調節(jié)斜面傾角，使小車在斜面上勻速下滑.測量此時A1點相對于斜面底端A2的高度h0 進行（1）中的各項測量

12、.計算與作圖時用（h-h0）代替h對此方案有以下幾種評論意見：A.方案正確可行.B.方案的理論依據(jù)正確，但利用所給的器材無法確定小車在斜面上是否做勻速運動.C.方案的理論依據(jù)有問題，小車所受摩擦力與斜面傾角有關.其中合理的意見是_.解析：（1）根據(jù)可得不考慮摩擦力，改變h或斜面傾角，保持s不變，由可知a正比于；而在質量m一定時，F(xiàn)正比于h，所以若能得到（k為某一常數(shù)），則表明a正比于F，這即是實驗中所畫圖象過原點就能驗證題述理論的理由.要探究加速度與合外力的關系，應該改變合外力的大小，而由上述可知，在質量確定的情況下，合外力的大小與高度成正比，所以應該改變高度h的數(shù)值重復實驗.（2）在考慮摩擦

13、力的情況下，改變h的數(shù)值，實質是改變斜面的傾角，如果每次調整斜面后摩擦力大小都不變，則可采用本方法消除摩擦力的影響.而事實上，傾角變大時，滑動摩擦力變小，所以合理意見為C.答案:（1） 斜面傾角（或h的數(shù)值）（2）C三、計算題（本題共3小題，共38分）12.（12分）（2009吉林長春調研，15）在研究摩擦力特點的實驗中，將木塊放在水平長木板上，如圖11甲所示，用力沿水平方向拉木塊，拉力從0開始逐漸增大.分別用力傳感器采集拉力和木塊受到的摩擦力，并用計算機繪出摩擦力f隨拉力F的變化圖象，如圖乙所示.已知木塊的質量為0.78 kg.（取重力加速度g10 m/s2，sin37°=0.60

14、，cos37°=0.80）求：（1）木塊與長木板間的動摩擦因數(shù).（2）若將實驗中的長木板與水平方向成37°角放置，將木塊置于其上，在平行于長木板的恒定拉力F作用下，以a=2.0 m/s2的加速度從靜止開始向上做勻加速直線運動.求拉力應為多大？圖11解析：（1）由題意，木塊受到的滑動摩擦力為3.12 N而f=FN=mg得動摩擦因數(shù)（2）木塊受力如圖.根據(jù)牛頓第二定律有Fmgsinf=ma而f=FN=mgcos由以上各式代入數(shù)據(jù)得F=8.7 N.答案:（1）0.4（2）8.7 N13.（12分）民用航空客機的機艙，除了有正常的艙門和舷梯連接，供旅客上下飛機外，一般還設有緊急出口

15、.發(fā)生意外情況的飛機在著陸后，打開緊急出口的艙門，會自動生成一個由氣囊構成的斜面，機艙中的人可沿該斜面滑行到地面上來，示意圖如圖12所示，設機艙出口離氣囊底端的豎直高度h3.0 m，氣囊構成的斜面長s5.0 m，CD段是與斜面平滑連接的水平地面，一個人從氣囊頂端由靜止開始滑下，人與氣囊、人與地面間的動摩擦因數(shù)均為0.5，不計空氣阻力，g取10 m/s2.求：圖12（1）人從斜坡上滑下時的加速度大??；（2）人離開C點后在水平地面上滑行的距離.解析：（1）人在氣囊上做勻加速直線運動，設加速度為a，受力分析如圖所示，建立直角坐標系，根據(jù)牛頓運動定律x軸上mgsinFf=may軸上FN=mgcos又F

16、f=FN聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)得a=gsingcos=2 m/s2.（2）人在地面上做勻減速直線運動，加速度大小a=g，設人在C點的速度為v，在水平地面上的滑行距離為x，由運動學公式得2as=2ax代入數(shù)據(jù)得x2 m.答案:（1）2 m/s2（2）2 m14.（14分）（2009西南師大附中月考，12）如圖13所示，在傾角=30°、足夠長的斜面上分別固定著兩個相距L=0.2 m的物體A、B，它們的質量mA=mB=1 kg，與斜面間的動摩擦因數(shù)分別為和圖13在t=0時刻同時撤去固定兩物體的外力后，A物體將沿斜面向下運動，并與B物體發(fā)生連續(xù)碰撞（碰撞時間極短，忽略不計），每次碰后兩物體交換速度.

17、g取10 m/s2.求：（1）A與B第一次碰后瞬時B的速率；（2）從A開始運動到兩物體第二次相碰經歷多長時間；（3）至第n次碰撞時A、B兩物體通過的路程分別是多少.解析：A物體沿斜面下滑時MAgsinAmAgcos=mAaA所以aA=gsinAmAgcos代入數(shù)據(jù)得B物體沿斜面下滑時有MBgsinBmBgcos=mBaB所以aB=gsinBmBgcos代入數(shù)據(jù)得（1）由上面可知，撤去固定A、B的外力后，物體B恰好靜止于斜面上，物體A將沿斜面向下做勻加速直線運動.A與B第一次碰撞前的速度vA12=2aLvA1=2aL=2×2.5×0.2=1 m/s故A、B第一次碰后瞬時，B的速率vB1=vA1=1 m/s. （2）從AB開始運動到第一次碰撞用時所以兩物體相碰后，A物體的速度變?yōu)榱悖院笤僮鰟蚣铀龠\動，而B物體將以vB2=vB1=1 m/s的速度沿斜面向下做勻速直線運動.設再經t2時間相碰，則有解之可得t2=0.8 s故從A開始運動到兩物體第二次相碰，共經歷時間t=t1+t2=0.4 s+0.8 s=1.2 s.（3）碰后A、B交換速度，碰后B的速度均要